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1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things)是科技高速發(fā)展的產物,也是信息時展的象征。從字面意思來看,物聯(lián)網(wǎng)就是通過互聯(lián)網(wǎng)將相同的或者不同的物體連接起來。從中,可以了解到物聯(lián)網(wǎng)是建立在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上發(fā)展的,它是互聯(lián)網(wǎng)功能的一次延伸,應用創(chuàng)新是其發(fā)展的關鍵因素。從深層次來說,物聯(lián)網(wǎng)就是通過局域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)等通信技術,并運用一定的手段將傳感器以及控制器、各類設備、物資等以一種全新的方式聯(lián)系到一起,為人與物、物與物之間的聯(lián)系搭建平臺,實現(xiàn)信息智能化以及遠程控制的網(wǎng)絡,但需要注意的是物聯(lián)網(wǎng)上所包含的機器設備、資源以及通信等元素都具有個性化以及私有化的特征。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的基本屬性及特征
物聯(lián)網(wǎng)以其特殊的方式突破了時間、空間的限制,實現(xiàn)了人與人、人與物、物與物之間通過網(wǎng)絡或者其他的一些路徑的聯(lián)系。因此,物聯(lián)網(wǎng)的屬性有集中、內容、收集以及情景的連接。物聯(lián)網(wǎng)中的物體包含以下幾個特征:首先,物體既可以是實物,也可以是虛擬物品。物體能夠通過使用一些標識來識別。同時,物體通過互聯(lián)網(wǎng)能夠在現(xiàn)實的物理世界與虛擬的數(shù)字世界進行信息的交換;其次,物體能夠利用傳感器與周邊的環(huán)境進行交互。物體能夠在資源以及服務等方面與其他物體進行競爭;最后,物體具有社會、自控、自我復制的特征。
2 物聯(lián)網(wǎng)的體系結構
物聯(lián)網(wǎng)的體系結構可以分為感知、接入、網(wǎng)絡、服務管理、應用等幾個層次。
2.1 感知
通過使用不同類型的傳感器對物質的相關屬性、周邊環(huán)境、活動趨勢等靜態(tài)或者動態(tài)的信息進行收集與分析,并依據(jù)具體的目標任務,采用協(xié)同方式從不同角度對信息進行全面的控制,進而將所獲得的信息傳入網(wǎng)絡,實現(xiàn)資源的共享。
2.2 接入
利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡設施,如無線網(wǎng)、局域網(wǎng)、衛(wèi)星以及移動通信網(wǎng)等,將感知獲得的信息傳入網(wǎng)絡。
2.3 網(wǎng)絡
建立無線網(wǎng)絡平臺,并把傳入的信息進行科學合理的整合,構建超大規(guī)模的智能網(wǎng),為大行業(yè)提供高效、可靠的網(wǎng)絡平臺。
2.4 服務管理
通過大型的計算機系統(tǒng),對現(xiàn)有的網(wǎng)絡信息進行及時的管理控制,為上層應用提供優(yōu)質服務。
2.5 應用
這是物聯(lián)網(wǎng)的基本設施,它根據(jù)不同行業(yè)的實際需求,為他們提供個性化應用,如自然災害的預測以及監(jiān)測、智能電網(wǎng)、遠程醫(yī)療以及實時健康監(jiān)測等。
3 物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術分析
3.1 射頻識別技術
射頻識別技術,又叫做電子標簽,是物聯(lián)網(wǎng)能夠順利運行的核心技術。它使用射頻信號并通過交變磁場或者電磁場,進行信息傳遞,同時利用所傳遞的信息來識別物體。該技術由標簽、閱讀器以及天線構成。其中,標簽是在放在物體之上的,起分辨物體的作用;閱讀器是用來讀取或者輸入標簽上所包含的信息;天線介于標簽與閱讀器之間,作為一種傳播介質,起傳遞信號的作用。該技術的應用思路為:通過利用現(xiàn)如今的科學信息技術,實現(xiàn)對不同物體(設備、信息、人員等資源)在移動或者動態(tài)等狀態(tài)下的識別管理。
射頻識別技術因其抗干擾性以及高適用性,能夠對各種物體進行追蹤管理,因此深受各行各業(yè)人員的喜愛。其應用的成功典范就是高速公路的自動收費系統(tǒng)。目前,該技術在碰撞、信息物品安全以及用戶隱私、射頻天線等方面還存在不足。
3.2 傳感器技術
因為物聯(lián)網(wǎng)需要與自然環(huán)境進行長時間的接觸,因此,傳感器有時會在極端惡劣的環(huán)境中工作,這對傳感器的技術設計以及應用提出了巨大的挑戰(zhàn)。傳感器的核心功能是采集信息。如果將計算機看做一個能夠收集、匯總、分析信息的人腦,把計算機網(wǎng)絡的通信系統(tǒng)看做人腦的神經系統(tǒng),那么,傳感器就是我們對周圍環(huán)境進行感知的器官。總之,傳感器就是將感知到的信息利用一定的手段,并按照一定的規(guī)律轉變?yōu)槟軌騻鬏數(shù)男盘柕脑O備裝置。傳感器技術在現(xiàn)代社會中具有十分重要的地位,如果沒有傳感器技術,那么感知到的信息就不能夠準確的轉換,這就會導致物聯(lián)網(wǎng)信息的失真。
目前,傳感器技術主要從兩方面進行研究,即信息的感知、傳感器自己的智能化以及網(wǎng)絡化的管理。其未來的發(fā)展方向為功能多樣化、傳輸智能化、材料新型化,與前沿科技相結合(如生物科學技術)等。
3.3 網(wǎng)絡通信技術
盡管物聯(lián)網(wǎng)的功能多樣、概念外延較為廣泛,其仍是建立在網(wǎng)絡通信技術的基礎之上的。網(wǎng)絡通信技術并不是一個單一的技術,而是一個技術集合體,它包括有限傳輸以及無線傳輸、網(wǎng)關以及交換等技術。其中,M2M技術是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡通信的核心技術,是機器與機器之間(machine to machine)、人與機器之間(man to machine)、機器與移動網(wǎng)絡之間(machine to mobile)以及人與人之間(man to man)的聯(lián)系。該技術應用范圍十分廣泛,它能夠實現(xiàn)遠距離的連接技術(如GSM或者GPRS、UMTS)以及近距離的連接技術(如wife、ZigBee、 以及藍牙等)的有效結合,同時,它能夠結合XML以及網(wǎng)絡位置服務等技術,進行安全隱私的保護、貨物位置的追蹤等。現(xiàn)如今,該技術的研究方面?zhèn)戎赜跈C器與機器之間的無線連接,為物聯(lián)網(wǎng)提供一個安全可靠的信息傳輸通道。
4 物聯(lián)網(wǎng)的應用分析
物聯(lián)網(wǎng)被廣泛應用于各行各業(yè),包括交通、環(huán)境保護、辦公環(huán)境、公共安全、家居生活、風險監(jiān)測、健康實時管理以及老人、兒童護理等多個方面。它的出現(xiàn),將線下的各種資源通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系在一起,促進了產業(yè)的轉型升級,便利了人們的生活,為社會的發(fā)展提供了新的推動力。其在現(xiàn)實生活中的成功應用主要在以下幾個方面:
4.1 物聯(lián)化身份控制器
目前,研究院以及高校實驗室都會配置一些貴重的精密儀器設備,但人工的管理對于這些儀器設備的使用以及保養(yǎng)等不能做到面面俱到。而物聯(lián)化身份控制器很好的解決了這一問題。
實驗室中的所有設備無論是否聯(lián)網(wǎng),都能通過該控制器實現(xiàn)設備的使用權限控制、對使用者進行身份識別以及使用的時間、時長記錄等。
4.2 智能電網(wǎng)
智能電網(wǎng)利用一系列技術以及設備,如計算機網(wǎng)絡技術、通信技術、傳感器、處理器等,構建一個能夠自動判斷、自動調節(jié)以及自動監(jiān)測的多能源統(tǒng)一接入電網(wǎng),并進行分布式管理的智能網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡能夠對電網(wǎng)運行狀態(tài)以及用戶實時用電信息進行收集以及匯總,通過全面分析,選擇最合適的配電方案,將電能安全送到最終的用戶家中。智能電網(wǎng)的運用能夠提高電能輸送的安全性以及可靠性,有助于實現(xiàn)電能的優(yōu)化配置。
4.3 智能交通
智能交通就是充分利用網(wǎng)絡通信、傳感器技術以及自控技術、計算機系統(tǒng)等,對道路交通進行實時監(jiān)控以及管理等,它能夠及時發(fā)現(xiàn)道路堵塞、交通事故發(fā)生等現(xiàn)象,并及時的進行交通疏導,有助于緩解道路交通壓力。同時,它能夠將道路前面發(fā)生的交通事故及時的告知車輛駕駛員,避免二次事故的發(fā)生。當然,在惡劣天氣中,它還能夠對道路情況進行監(jiān)測,并反饋給駕駛員,提高其行車安全。
4.4 物流管理
物流管理是物聯(lián)網(wǎng)最初的應用領域,它將傳感器技術引入物流管理的每一個環(huán)節(jié),包括商品的生產、出產、包裝、銷售、物流派送以及服務等環(huán)節(jié),使管理者能夠對物流進行智能化、信息化管理,可以實現(xiàn)每一環(huán)節(jié)時間、資金的最優(yōu)配置,從而使總成本得到節(jié)省,提高物流管理的效率。物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術,即標識追蹤、定位技術,能夠實現(xiàn)物流管理的智能調配,提高物流管理的科學性。
4.5 醫(yī)療管理
將物聯(lián)網(wǎng)引入醫(yī)療領域,能夠實現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的科學管理,如能夠實現(xiàn)病人身份掃碼驗證、病例錄入查詢、藥品采購以及使用信息查詢、病人身體特征實時監(jiān)控等方面的管理。同時,還可將藥品的驗證信息傳到相關網(wǎng)站,便于醫(yī)生以及病人對所用藥品進行真?zhèn)尾樵兊取?/p>
5 物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展建議
物聯(lián)網(wǎng)作為一個剛剛起步的行業(yè),其有很大的發(fā)展?jié)摿ΑN覈奈锫?lián)網(wǎng)在眾多人員的共同努力下,擁有了長足的進步,但和西方發(fā)達國家相比,仍存在較大差距。因此,在未來,我國的物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)應做到:首先,要加大科技以及資金的投入,積極研發(fā)該產業(yè)的核心技術,提高專利數(shù)量;其次,應制定或者完善關于物聯(lián)網(wǎng)的相關制度,規(guī)范其產業(yè)發(fā)展行為,同時,加強國際間的合作與交流,積極借鑒國外優(yōu)秀制度;最后,國家應加強對物聯(lián)網(wǎng)的政策支持,發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)成功典范的帶動作用。
6 小結
物聯(lián)網(wǎng)是集多種技術于一身的新型技術,它的出現(xiàn)是時展的需要,也是科技發(fā)展的必然結果。我們應深入發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的幾個關鍵技術,擴大其應用領域。
參考文獻
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一、物聯(lián)網(wǎng)的基本內涵
物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的,物聯(lián)網(wǎng)的英文名: Internet of Things(IOT),也稱為Web of Things。被視為互聯(lián)網(wǎng)的應用擴展,應用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展的核心,以用戶體驗為核心的創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。2005年,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上,國際電信聯(lián)盟了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。博欣將物聯(lián)網(wǎng)定義為通過各種信息傳感設備,如傳感器、射頻識別(RFID)技術、全球定位系統(tǒng)、紅外線感應器、激光掃描器、氣體感應器等各種裝置與技術,實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程,采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息,與互聯(lián)網(wǎng)結合形成的一個巨大網(wǎng)絡。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人,所有的物品與網(wǎng)絡的連接,方便識別、管理和控制。
二、物聯(lián)網(wǎng)的技術架構
從技術架構上來看,物聯(lián)網(wǎng)可分為三層:感知層、網(wǎng)絡層和應用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關構成,包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽、RFID 標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經末梢,它是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源,其主要功能是識別物體,采集信息。
網(wǎng)絡層由各種私有網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成,相當于人的神經中樞和大腦,負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶(包括人、組織和其他系統(tǒng))的接口,它與行業(yè)需求結合,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應用。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)特性主要體現(xiàn)在其應用領域內,目前綠色農業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共安全、城市管理、遠程醫(yī)療、智能家居、智能交通和環(huán)境監(jiān)測等各個行業(yè)均有物聯(lián)網(wǎng)應用的嘗試,某些行業(yè)已經積累一些成功的案例。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術的應用案例
物聯(lián)網(wǎng)傳感器產品已率先在上海浦東國際機場防入侵系統(tǒng)中得到應用。
系統(tǒng)鋪設了3萬多個傳感節(jié)點,覆蓋了地面、柵欄和低空探測,可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。上海世博會也與中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術研發(fā)中心簽下訂單,購買防入侵微納傳感網(wǎng)1500萬元產品。
ZigBee路燈控制系統(tǒng)點亮濟南園博園。ZigBee無線路燈照明節(jié)能環(huán)保技術的應用是此次園博園中的一大亮點。園區(qū)所有的功能性照明都采用了ZigBee無線技術達成的無線路燈控制。
首家手機物聯(lián)網(wǎng)落戶廣州,將移動終端與電子商務相結合的模式,讓消費者可以與商家進行便捷的互動交流,隨時隨地體驗品牌品質,傳播分享信息,實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)向物聯(lián)網(wǎng)的從容過度,締造出一種全新的零接觸、高透明、無風險的市場模式。手機物聯(lián)網(wǎng)購物其實就是閃購。廣州閃購通過手機掃描條形碼、二維碼等方式,可以進行購物、比價、鑒別產品等功能。
這種智能手機和電子商務的結合,是“手機物聯(lián)網(wǎng)”的其中一項重要功能。預計2013年手機物聯(lián)網(wǎng)占物聯(lián)網(wǎng)的比例將過半,至2015年手機物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模達6847億元,手機物聯(lián)網(wǎng)應用正伴隨著電子商務大規(guī)模興起。
與門禁系統(tǒng)的結合,一個完整的門禁系統(tǒng)由讀卡器、控制器、電鎖、出門開關、門磁、電源、處理中心這八個模塊組成,無線物聯(lián)網(wǎng)門禁將門點的設備簡化到了極致:一把電池供電的鎖具。除了門上面要開孔裝鎖外,門的四周不需要設備任何輔佐設備。整個系統(tǒng)簡潔明了,大幅縮短施工工期,也能降低后期維護的本錢。無線物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)的安全與可靠首要體現(xiàn)在以下兩個方面:無線數(shù)據(jù)通訊的安全性包管和傳輸數(shù)據(jù)的安穩(wěn)性[16]。
與云計算的結合,物聯(lián)網(wǎng)的智能處理依靠先進的信息處理技術,如云計算、模式識別等技術,云計算可以從兩個方面促進物聯(lián)網(wǎng)和智慧地球的實現(xiàn):首先,云計算是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的核心。 其次,云計算促進物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的智能融合。
與TD結合,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展是確保TD成功的重大契機。TD-SCDMA是我國擁有自主知識產權的第三代移動通信系統(tǒng),是寬帶無線通信網(wǎng)絡,TD的發(fā)展需要數(shù)據(jù)業(yè)務的拉動,物聯(lián)網(wǎng)應用是需求最迫切的增強型數(shù)據(jù)業(yè)務,具有廣闊的應用前景,能夠充分發(fā)揮TD網(wǎng)絡優(yōu)勢,有助于促進TD產業(yè)鏈的成熟。
完善現(xiàn)有網(wǎng)絡,發(fā)揮TD優(yōu)勢,積極推動無線傳感器網(wǎng)絡與TD網(wǎng)絡融合,構建適于物聯(lián)網(wǎng)應用的GPRS/TD/WSN(無線傳感器網(wǎng)絡)融合網(wǎng)絡,大力發(fā)展適于TD網(wǎng)絡承載的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務,提升TD的核心競爭力,給物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以強有力的支撐,是中國移動的發(fā)展思路。
參考文獻:
1.蘭潔;淺談物聯(lián)網(wǎng)[J];電腦知識與技術;2011年04期
中圖分類號:TP212.9
1 物聯(lián)網(wǎng)的概念
物聯(lián)網(wǎng)字面上的意思是把事物通過網(wǎng)絡聯(lián)起來,而目前較為準確的定義是:采用紅外感應器、射頻識別器和全球定位系統(tǒng)等信息的傳感設備,采用規(guī)定好的協(xié)議,將事物和網(wǎng)絡連接起來,用來交換和通信信息,從而達到識別、跟蹤、定位、管理與監(jiān)控的目的網(wǎng)絡形式。同時物聯(lián)網(wǎng)還有另外一個含義:能做到物與物、人與物、人與人的互聯(lián),把人與人間的連接利用的傳感技術延伸到物的范疇。物聯(lián)網(wǎng)的關鍵是完成所有事物的互聯(lián),來滿足所有事物間能進行主動信息的通信和交換。
本文認為物聯(lián)網(wǎng)并不是普通意義上的網(wǎng)絡,而是泛在網(wǎng)的運用形式。泛在網(wǎng)是一種無處不在的網(wǎng)絡,指的是通過目前的網(wǎng)絡技術來實現(xiàn)人與人、人與物以及物與物間所需要的信息傳遞、獲取、認知、使用和決策等服務的網(wǎng)絡體系結構。泛在網(wǎng)具有內容與環(huán)境的感知能力等等各種智能性,能提供無所不有、泛在的信息服務;泛在網(wǎng)比物聯(lián)網(wǎng)意義更深遠。
2 分析與研究物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術
2.1 物聯(lián)網(wǎng)體系結構
物聯(lián)網(wǎng)由網(wǎng)絡層、感知延伸層、業(yè)務和應用層組成。
2.1.1 網(wǎng)絡層。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層主要是用來傳遞信息的,由接入網(wǎng)與核心網(wǎng)組成。由于物聯(lián)網(wǎng)中需要接入多種網(wǎng)絡功能的設備,因此要求物聯(lián)網(wǎng)必須能支持異構接入。還得考慮到物體可能會被移動,所以物聯(lián)網(wǎng)本身的網(wǎng)絡層還應具備可移動性,同時能進行無縫透明的設備接入。
2.1.2 感知延伸層。物聯(lián)網(wǎng)要能進行物和物、人合人的通信,必須具備感知延伸層。感知延伸層的功能是進行物體本身信息的捕獲、采集和識別。感知延伸層所運用到的核心技術有GPS、RFID、傳感器、傳感器網(wǎng)絡、自組織網(wǎng)絡和短距離無線通信等。感知延伸層必須具有成本低、功耗低和小型化的功能,還要具有更全面、更高的感知能力。
2.1.3 業(yè)務和應用層。業(yè)務和應用層采用存儲信息、挖掘數(shù)據(jù)、決策應用等功能。業(yè)務和應用層采用了分布式計算、海量信息智能處理、信息發(fā)現(xiàn)等技術。
2.2 物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術
2.2.1 異構融合網(wǎng)絡平臺。要想實現(xiàn)任意終端節(jié)點都能泛在相連,就必須采用異構網(wǎng)絡融入平臺來實現(xiàn)資源共享。網(wǎng)絡融合的主要方式是在基礎網(wǎng)絡平臺上,能實現(xiàn)不同異構網(wǎng)絡共性的融合和個性的協(xié)同。共性的融合是指將不同的異構網(wǎng)絡融合到公共通信平臺的各種骨干傳輸網(wǎng)絡和移動通信網(wǎng)中,結成一張大網(wǎng)。而個性協(xié)同是整合各個系統(tǒng)之間的獨特個性。而融合各類通信網(wǎng)絡的目的是為了更好地實現(xiàn)異構通信網(wǎng)絡間的協(xié)同。
2.2.2 感知節(jié)點及終端。利用感知節(jié)點后,不僅能夠收集事物本身的信息,而且能存儲、融合以及處理與事物有關的各種信息,讓物聯(lián)網(wǎng)能了解更多有關事物的信息以及它們間的連接性。在感知節(jié)點上也采用了相關的技術,例如:感知節(jié)點的低成本制造與設計、感知節(jié)點組合化技術、支持感知內容多媒體化的技術等等。
2.2.3 泛在傳感網(wǎng)。泛在傳感網(wǎng)技術一般被物聯(lián)網(wǎng)末梢所采用,它利用分布式的無線自組織網(wǎng)絡,來獲取事物周圍環(huán)境的變化信息,只適用于傳遞局部范圍或小型范圍內的物與物間的信息。目前在研究泛在傳感網(wǎng)已經取得了一定的突破,不僅架設了一些具有特殊意義的傳感器的節(jié)點平臺,同時還制定了很多傳感器網(wǎng)的通信協(xié)議,開展研究中間件技術,協(xié)同掌控等應用技術上也獲得了一定的成績。
2.2.4 業(yè)務支撐及智能處理。業(yè)務支撐最先要做的就是探索物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務需求和應用場景。在研究業(yè)務場景與業(yè)務需求前,首先要對業(yè)務的特點和性能進行分析,界定業(yè)務的通用功能,然后把物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡資源抽象化處理,最后設計能支持各類業(yè)務的結構、開發(fā)業(yè)務分發(fā)平臺以及第三方開放業(yè)務的可擴展接口,從而制定與底層異構網(wǎng)絡沒有關系的業(yè)務分發(fā)機制。
2.2.5 綜合服務平臺。架構物聯(lián)網(wǎng)的綜合服務平臺最核心就是云計算技術。所謂“云”就是用來供應資源的平臺,而云計算則是一種商業(yè)的計算模型。云計算的中心思想是,結合所有的力量,供每位成員利用。
2.2.6 安全技術。物聯(lián)網(wǎng)擁有很多個終端設備,所以物聯(lián)網(wǎng)在具備解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡安全問題的功能之外,還得具備有解決自身獨特的安全問題的功能。物聯(lián)網(wǎng)這樣的多樣性應用平臺必須要有個非常強大的安全管理平臺。因此需要給物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)系統(tǒng)性的安全保護機制。
3 多域融合共享理念和泛在綜合服務思想
3.1 多域融合共享理念
多域融合共享的主要目的是融合多個領域間的資源,共享它們間的服務,它理念的實質是協(xié)同融合未來所有的網(wǎng)絡形式,無限的承載各類信息業(yè)務,從而實現(xiàn)更多業(yè)務的融合。多域融合將會成為現(xiàn)代化信息技術融合領域的發(fā)展方向。同時多域融合不僅能減少了低水平的重復性建設,而且是一個具有維護起來容易、適應性強、費用低的多媒體平臺。
3.2 泛在綜合服務思想
泛在綜合服務思想的基本意思是將世間所有的事物通過網(wǎng)絡連接到一起,讓它們都能上網(wǎng)。但是實質是通過網(wǎng)絡信息化的方式來表示各種事物,實現(xiàn)事物能通過各種傳感技術來進行智能的“交談”,以及自動識別、互聯(lián)、共享信息的功能。多域融合和服務融合的真正含義是實現(xiàn)在一個網(wǎng)絡平臺上提供各種業(yè)務。貫徹實行多域融合之后,能建立一個一致的網(wǎng)絡平臺,讓所有的業(yè)務都能在這一個平臺上得以實現(xiàn),雖然它有各種不同的接入方式,但是卻能形成統(tǒng)一、融合的網(wǎng)絡。網(wǎng)絡融合后,大大方便了用戶的使用。
4 智能化綜合服務技術體系
在多域融合共享與泛在智能服務的技術思想的基礎上,對智能化綜合服務平臺體系機構進行了研究,制定出相關的實驗理論模型。在模型中,把物聯(lián)網(wǎng)的綜合服務平臺按照技術體系劃為7層:第1層表示事物,第2層表示事物的連接和感知的信息,第3層表示融合的網(wǎng)絡和共享的資源,第4層表示融合的數(shù)據(jù)和智能化處理,第5層表示融合的業(yè)務和各種智慧服務,第6層表示綜合平臺統(tǒng)一的門戶與身份認證,第7層表示用戶。
有了實驗理論模型作為后盾,再分析物聯(lián)網(wǎng)未來的市場應用、商業(yè)模式、服務需求和產業(yè)結構,我們還應建立商務應用模型來體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)泛在綜合服務。而這個模型的核心任務是搭建共享的融合平臺,來共同經營用戶所需的各種業(yè)務,提供智能化的服務,這里我們把它叫做“智能服務商店”,簡稱“3S商店”。在3S商店中,需要架構4個虛擬融合平臺,一個作為資源融合平臺,一個作為業(yè)務融合平臺,一個作為信息融合平臺,另外一個作為終端融合平臺。模型里任何終端用戶都能使用相同的身份認證進入服務商店,去使用商店里所有的信息資源,享受商店里所有提供的服務。在商務應用模型里,服務提供者能隨意的提供計算資源和信息,服務的管理者也能任意的運營和組織服務,而服務的使用者則可以準確、安全、快速地獲得他們所需要的智能化服務。
5 結語
物聯(lián)網(wǎng)不但是一場技術革命,而且關系著新興領域里各行各業(yè)的發(fā)展,需要得到很多力量的支持。物聯(lián)網(wǎng)想要推動新興行業(yè)的經濟發(fā)展,就得有政府的政策作為支持,而且政府派專門的機構和人員來進行協(xié)調和研究,才能發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)在新興行業(yè)發(fā)展上的真正意義。
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隨著計算機水平的不嚳⒄梗人們的生活水平得到了進一步的提高,與此同時,改造物質世界的能力得到了進一步提升,在這種情況下,物聯(lián)網(wǎng)的概念誕生了。所謂物聯(lián)網(wǎng)主要是指網(wǎng)絡技術和通信技術以及傳感技術的有機疊加,并在此基礎上融合了更多人性化的設計。近年來,物聯(lián)網(wǎng)技術逐步應用到建筑消防和軍事等領域,給各行各業(yè)的人們帶來了巨大的方便。
一、物聯(lián)網(wǎng)技術的應用
在社會高度發(fā)展的今天,物聯(lián)網(wǎng)技術在我們日常生產生活中的應用,可以有效滿足廣大人民群眾對生產過程以及家居生活的監(jiān)控,甚至還可以實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集和測量,并在此基礎上進行指揮調動,一方面節(jié)省了人力和物力,另一方面也進一步提高了工作效率。然而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術水平的進一步提升,物聯(lián)網(wǎng)在這些領域的應用范圍,也得到了進一步深化和拓展。
1.物聯(lián)網(wǎng)技術在建筑消防領域的應用。眾所周知,消防安全系統(tǒng)主要組成部分包括感知層、網(wǎng)絡層以及應用層。感知層為最底層,它能夠對各種物質進行感知,具有一定的感知能力,在建筑消防領域中,它可以識別物體,將那些與火災場景產生的相關信息采集和補貨到,并接受人們的各項執(zhí)行命令。網(wǎng)絡層是連接感知層和應用層的橋梁和紐帶,在具體應用過程中,通過有線和無線網(wǎng)絡將感知層搜集到的險情通過網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡傳達到應用層,這是一種險情的傳遞。除此之外,它還會將應用層的消防指令傳達給感知層,實現(xiàn)消防指令的傳遞。應用層則包含消防部門和防火重點部門,這里是消防決策產生的地點。
2.物聯(lián)網(wǎng)技術在軍事領域的應用。近些年來,美國的軍事領域正在進行一項研究計劃,該計劃就是將無線傳感器網(wǎng)絡應用到未來的戰(zhàn)爭,筆者認為,這將進一步提高物聯(lián)網(wǎng)技術使用方的軍事作戰(zhàn)能力,避免人員傷亡,具有非常重要的積極意義。美國國防部高級研究計劃局甚至還建立了相應的項目,通過在戰(zhàn)場上應用不同類型傳感器來實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡的建立,幫助士兵迅速了解戰(zhàn)場的實際情況,輔助相關人員做好決策。在具體的應用中,相關人員必須在物聯(lián)網(wǎng)技術的基礎上采用協(xié)同感知的方法,融合不同傳感器數(shù)據(jù)分析應用場景和不同位置的分析結果,來進一步提高結論的科學性。
3.互聯(lián)網(wǎng)技術在電網(wǎng)中的應用。將物聯(lián)網(wǎng)技術同電網(wǎng)有機結合在一起,可以實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化。這種方式可以及時迅速地掌握整個電網(wǎng)的信息。電網(wǎng)信息的掌握必須建立在良好通行線路的基礎上,實現(xiàn)終端信息的采集應用,使數(shù)據(jù)實現(xiàn)安全穩(wěn)定的傳輸,進一步提高智能電網(wǎng)的可靠性,將全面和及時以及準確的信息傳達給工作人員。筆者通過長期的研究與實踐發(fā)現(xiàn),智能電網(wǎng)將會實現(xiàn)更多設備的有機聯(lián)系,這其中就包括智能傳感器、控制元件以及地理設備設施等。
4.物聯(lián)網(wǎng)技術在農業(yè)領域中的應用。隨著社會的發(fā)展,我們的自然環(huán)境也暴露出了一些問題,例如水土資源流失嚴重,生態(tài)環(huán)境惡化等,這些問題與可持續(xù)發(fā)展理念相違背,也會對我們人類的生命健康帶來威脅。在這種情況下有必要實現(xiàn)對水土資源的有效監(jiān)督,對環(huán)境的有效監(jiān)測,并實現(xiàn)農業(yè)的精細化管理,而物聯(lián)網(wǎng)技術在這些領域的應用,極大地提高了這些領域的應用效果。以農業(yè)領域為例,在進行種植和養(yǎng)殖業(yè)的同時,也會遇到一些問題,其中就包括各種病蟲害等。物聯(lián)網(wǎng)技術在現(xiàn)代農業(yè)領域的應用,就可以及時監(jiān)控災情的發(fā)展,并監(jiān)視農作物灌溉情況,土壤氣候變更情況等,還可以收集溫度和風力等因素的發(fā)展變化情況,從而對農業(yè)進行科學合理的預測,切實幫助廣大農民群眾預防災害,維護廣大人民群眾的利益。
二、物聯(lián)網(wǎng)技術應用過程中存在的問題
雖然物聯(lián)網(wǎng)技術的廣泛應用給我們帶來了極大的方便,但隨之,也帶來了一些社會問題,這些社會問題隨著互聯(lián)網(wǎng)應用范圍的拓展也會更加嚴重。首先,物聯(lián)網(wǎng)技術可以運用無線數(shù)據(jù)通信技術,實現(xiàn)對商品所有信息的及時獲取,方便了我們的同時也給信息竊取人帶來了方便,使他們能夠隱蔽的獲取信息。這樣就會使相關人員的信息在不知不覺中泄露出去,給當事人帶來巨大的安全隱患。其次,物聯(lián)網(wǎng)技術的應用主要目的在于實現(xiàn)全球商品供應鏈的整合,使經濟主體的經濟關系更加密切,因此,一旦經濟出現(xiàn)問題,所造成的經濟損失更為巨大,更難以想象。最后,由于物聯(lián)網(wǎng)技術涵蓋范圍非常廣泛,這也使得其信息竊取手段更為方便快捷,給國家安全威脅帶來巨大的隱患。
三、建議和展望
雖然物聯(lián)網(wǎng)技術在我們日常生活生產中的應用為我們帶來了方便和快捷,給我們構建了一個美好的藍圖,我國無論是在政府層面,還是相關企業(yè)研究層面,對物聯(lián)網(wǎng)的研究和發(fā)展都取得了巨大的成果,但值得注意的是,物聯(lián)網(wǎng)技術的實現(xiàn)還面臨著很多問題。例如資金和成本的問題,這是物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展最直接的決定性因素,它制約著物聯(lián)網(wǎng)技術水平的進一步提高。又如通信的距離和外部環(huán)境指標對物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的阻礙,這些問題都是亟待解決的問題。如果不能夠解決,物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展很有可能會停滯不前。在解決上述問題之后,物聯(lián)網(wǎng)技術還應當著重考慮物聯(lián)網(wǎng)使用者的隱私保護問題,使廣大人民群眾在使用物聯(lián)網(wǎng)時能夠更加安全,更加放心。
四、結語
總而言之,物聯(lián)網(wǎng)技術的應用范圍正在不斷拓展,在這種情況下,相關研究者應當采取有效措施,切實解決物聯(lián)網(wǎng)技術在應用過程中存在的問題,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術水平的進一步提高。當然這一過程也非一蹴而就的,他是一個系統(tǒng)的過程,需要廣大人民群眾共同努力才能夠實現(xiàn)。
參考文獻:
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中圖分類號:TP391
計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展迅速,已經深入到人們的工作、學習和生活之中。近年來,互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展尤為突出。在互聯(lián)網(wǎng)技術的基礎上,結合電子技術,產生了一種新型網(wǎng)絡,即物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的概念出現(xiàn),隨著技術的不斷成熟,得到各個國家和大型企業(yè)和重視,在各個領域大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)。
1 物聯(lián)網(wǎng)的概念綜述
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的雛形可以最早追溯到上世紀90年代初,當時施樂公司生產的網(wǎng)絡可樂販售機,已經有了物聯(lián)網(wǎng)的概念。接著,在1991年,美國的麻省理工學院的Kevin Ash-ton教授首次提出了有關物聯(lián)網(wǎng)的概念。到90年代末,美國麻省理工學院建立了“自動識別中心(Auto-ID)”,專家們提出了“萬物皆可通過網(wǎng)絡互聯(lián)”的概念,描述了物聯(lián)網(wǎng)的一些基本含義。在物聯(lián)網(wǎng)的啟蒙時代,物聯(lián)網(wǎng)是依托射頻識別(RFID)技術的物流網(wǎng)絡。隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術和電子技術的發(fā)展,現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)的內涵和應用已經遠遠超出當初的設想。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的概念。所謂物聯(lián)網(wǎng),并沒有一個統(tǒng)一、確定的定義,但有大致差不多的概念,即通過RFID技術(射頻識別)、紅外感應技術、全球定位系統(tǒng)技術、無線傳輸技術等信息傳感設備,根據(jù)相關協(xié)議,能夠將物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行通信和信息交換,以實現(xiàn)智能化識別、定位、監(jiān)控及管理的網(wǎng)絡。其實,物聯(lián)網(wǎng)也可以說,就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。
1.3 我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀。我國的計算機網(wǎng)絡建設滯后于世界,但通過這幾十年的迅速發(fā)展,我國的互聯(lián)網(wǎng)技術已經趕上世界的水平。作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎,有了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,我國的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和世界是處于同一起跑線,甚至還可以說我們的研發(fā)水平處于世界的前列。物聯(lián)網(wǎng)核心技術之一是傳感技術,我國早在上世紀末就已經開始了研發(fā);同時,我國還是傳感網(wǎng)領域的標準制定國之一,擁有大量專利。通過十多年的研究發(fā)展,特別是高校和企業(yè)的聯(lián)合研究。例如,我國物聯(lián)網(wǎng)的高校研究中心,北京郵電大學和南京郵電大學,和政府及一些企業(yè)簽署合作協(xié)議,專門研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)涉及的自動控制、無線傳輸、網(wǎng)絡通信等關鍵技術,我國已經實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的完整產業(yè)鏈。
1.4 物聯(lián)網(wǎng)的認識誤區(qū)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方興未艾,是如今網(wǎng)絡技術的大熱門。但是,人們對于物聯(lián)網(wǎng)的理解也存在一些誤區(qū)。其一,把傳感網(wǎng)或RFID網(wǎng)等同于物聯(lián)網(wǎng)。傳感技術或RFID技術只是物聯(lián)網(wǎng)整個技術集群中的個體,僅僅是處于物聯(lián)網(wǎng)前端的信息采集技術之一。同樣,視頻識別、紅外線、激光、掃描等技術,都能夠實現(xiàn)信息采集技術。所以說,傳感網(wǎng)或者RFID網(wǎng)只是物聯(lián)網(wǎng)的一種應用。其二,有人認為物聯(lián)網(wǎng)就是下一代互聯(lián)網(wǎng),是互聯(lián)網(wǎng)的無限延伸。其實,物聯(lián)網(wǎng)號稱物物相聯(lián),但并不是任何物品都能相聯(lián),沒必要,也不可能做到所有的物物相聯(lián)。同時,互聯(lián)網(wǎng)是一個很廣泛的概念,是一個全球共享平臺。而物聯(lián)網(wǎng)中有很多應用都是局限于局域網(wǎng),例如智能小區(qū);或是一些專業(yè)網(wǎng),例如智能電網(wǎng)等。其三,有人認為物物相連不可能,技術實現(xiàn)難度太大,物聯(lián)網(wǎng)只是一個概念上的炒作。物聯(lián)網(wǎng)的概念雖然提出的時間并不久,但是物聯(lián)網(wǎng)確實中真實存在的,物聯(lián)網(wǎng)涉及的技術很多,有些技術難度確實也大,但隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展和科技的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)早已成為可能,并且已經在運用當中,例如智能家居等物聯(lián)網(wǎng)的經典運用案例。
2 物聯(lián)網(wǎng)的技術分析
物聯(lián)網(wǎng)涉及的技術因素很多,囊括了廣泛的內容,例如傳感技術、紅外技術、RFID技術、網(wǎng)絡技術、無線傳輸技術等等,下面分析一下幾個關鍵技術。
2.1 傳感器技術。這是物聯(lián)網(wǎng)中最為關鍵的技術之一。因為,物物相連,很多物品這間傳遞的是模擬信號,而計算機處理的是數(shù)字信號,因此,要想能夠處理模擬信號,就要用到傳感技術進行信號的收集和轉換。傳感器技術也是位于實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中通信的前置條件。
2.2 RFID(射頻識別)技術。RFID技術融合了無線傳輸、射頻技術、嵌入式技術等為一體。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的早期階段,曾經是物聯(lián)網(wǎng)的主要技術,曾有人就將RFID網(wǎng)等同于物聯(lián)網(wǎng)。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)的內涵和應用越來越廣泛,RFID技術成為物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的基礎條件之一。
2.3 IPv6地址。網(wǎng)絡知識告訴我們,處于任何網(wǎng)絡中的節(jié)點可終端若要可標識,就要擁有自己獨立的地址,這個地址就是IP地址。要實現(xiàn)物物相連的功能,那么物聯(lián)網(wǎng)中的物品數(shù)目眾多,用以前的IPv4地址方式是不法進行完整表示的。所以,物聯(lián)網(wǎng)的地址表示方式采用IPv6方式。IPv6方式理論上擁有的IP地址能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)中物品的標識。
2.4 嵌入式系統(tǒng)技術。嵌入式系統(tǒng)技術是一種比較復雜的技術應用,它是傳感技術、計算機技術、電子技術等多種技術的綜合應用。嵌入式系統(tǒng)技術的應用產品隨處有見,例如MP4,平板電腦、天氣預報系統(tǒng)等。
3 物聯(lián)網(wǎng)的應用趨勢
物聯(lián)網(wǎng)從概念提出到技術實現(xiàn)僅僅十多年的時間,但是物聯(lián)網(wǎng)已經在很多領域應用。
3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應用模式。在物聯(lián)網(wǎng)的應用中,大致可以歸納為對象的智能標簽、環(huán)境監(jiān)控和對象跟蹤、對象的智能控制三種模式。
對象的智能標簽是指運用特殊的技術(例如二維碼、RFID等)來標識特定的對象。例如,已經在我們的生活中出現(xiàn)的智能卡、二維碼掃描、手機電子掃描等技術。環(huán)境監(jiān)控和對象跟蹤指的是利用傳感器和監(jiān)控器實現(xiàn)的對特定的信息采集和監(jiān)控,其中典型案例就是GPS的應用、交通智能監(jiān)控等。對象的智能控制指的是根據(jù)傳感器的信息數(shù)據(jù)的獲取,經過網(wǎng)絡傳輸和計算機的分析,達到對特定的控制,例如現(xiàn)在我們在公路上經常看到交通管理部門用來測算交通流量的交通智能監(jiān)控等。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)應用的個案分析。物聯(lián)網(wǎng)并不是看不見摸不著的,而是已在我們的現(xiàn)實生活中真實存在的技術。在生活中的一些領域,物聯(lián)網(wǎng)給我們帶來了新的生活方式。例如智能門禁系統(tǒng)和智能家居。
智能門禁系統(tǒng)改變了我們的對門禁的傳統(tǒng)認識,解決了以往門禁帶給人們的一些困擾。門禁系統(tǒng)由門磁、讀卡器、控制器、電鎖、電源、無線傳輸部件、網(wǎng)絡處理部件等模塊構組成。智能門禁系統(tǒng)能夠實現(xiàn)網(wǎng)絡上查看鎖門情況,網(wǎng)上開鎖、網(wǎng)上智能鎖門等功能,解決了老人和兒童對門禁的困難。
智能家居系統(tǒng)包括智能窗簾、智能燈光控制、智能防盜、智能火警報警、智能電視、智能冰箱等應用。這些智能物體都能實現(xiàn)無線連接,在網(wǎng)絡監(jiān)控和管理操作。我們可以在任何能夠上網(wǎng)的地方對智能家居做出控制。智能家居在我國的發(fā)展勢頭良好,部分家庭和企業(yè)已經進行了嘗試,體會了物聯(lián)網(wǎng)科技給生活帶來的便利。
3.3 物聯(lián)網(wǎng)的應用趨勢。隨著網(wǎng)絡技術進一步的發(fā)展,特別是云計算機技術的發(fā)展和實現(xiàn),物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也會趨于完善。在智能家居、智能消防、智能交通監(jiān)控、工業(yè)監(jiān)測、智能小區(qū)管理、智能安防、智能食品監(jiān)測等方面大力發(fā)展。
4 結束語
我們國家在物聯(lián)網(wǎng)方面發(fā)展處于世界前沿,得益于政府、企業(yè)和高校的聯(lián)合研究和應用研究開發(fā),產品研發(fā)涉及了傳感器、無線傳輸、計算機網(wǎng)絡、云計算機的各個應用領域。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起點高,在綜合利用計算機技術、網(wǎng)絡技術、電子技術的基礎上,結合新一代互聯(lián)網(wǎng)技術,應用手機、平板等設備終端,應用數(shù)據(jù)中心,物聯(lián)網(wǎng)必然會發(fā)展成和我們生活、工作息息相關的專業(yè)網(wǎng)絡。
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中圖分類號:TN391 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2012)09-0062-04
Application of IOT technology in military field
WANG Sheng-kai1,2, KONG Ning1,2, TIAN Ye1,2
(puter Network Information Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; 2.China Internet Network Information Center, Beijing 100190, China)
Abstract: Sensors, RFID and other Internet of Things technologies have been increasingly applied in human life and manufacturing field and at the same time are changing the way that people work and live. A considerable part of IOT technologies is derived from military field and with the development and application, they have a great impact on the military field. From the perspectives of reconnaissance, early warning, situational awareness, communication and command, equipment management, logistics support and nuclear biochemical threat monitoring, the paper illustrates the possible application of Internet of Things technology in the military field and discusses the main problems of Internet of Things technology promotion and application in the military field.
Keywords: Internet of Things; military field; network-centric warfare; reconnaissance and early warning
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)是基于互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)等載體,通過傳感器、射頻識別(RFID)、紅外感應器、激光掃描器、GPS、無線數(shù)字通信、智能嵌入等信息感知設備與技術,實時采集物體的聲、光、熱、電、力學、化學、生物或位置等信息,按約定協(xié)議,進行信息交換,以實現(xiàn)物與物、物與網(wǎng)連接并實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。
物聯(lián)網(wǎng)技術是繼計算機技術、移動通信技術和互聯(lián)網(wǎng)技術之后的又一次信息技術革命,是現(xiàn)代電子信息技術發(fā)展到現(xiàn)階段后出現(xiàn)的一種聚合性應用與技術提升,是傳感器與感知、計算機與通信網(wǎng)絡、自動化與人工智能等技術的“大融合”,技術集成與應用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心。未來無處不在的物聯(lián)網(wǎng)將更好地實現(xiàn)人與物、物與物之間的溝通和相連,將給人類的生產和生活帶來巨大影響,推動實現(xiàn)數(shù)字地球、智慧地球的宏大目標。
軍事領域是新技術應用最革命、最活躍的領域,許許多多新技術就是率先在軍事領域得到應用并變得成熟后再走向民用領域和市場的。在當前積極開展物聯(lián)網(wǎng)技術研究與推廣應用的過程中,也應適當關注西方發(fā)達國家和軍事強國在此方面的發(fā)展狀況,考慮物聯(lián)網(wǎng)技術在未來軍事領域的應用問題。
實際上,從技術架構的角度來看,物聯(lián)網(wǎng)與前幾年美軍提出的網(wǎng)絡中心戰(zhàn)可以說一脈相承,具有諸多相似之處。它們均可分為三層,相互對應,表1所列是物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡中心戰(zhàn)技術架構對照表。
網(wǎng)絡中心戰(zhàn)及其體系結構是當時技術條件下戰(zhàn)場無線通信網(wǎng)絡和指揮控制系統(tǒng)的歷史產物,可以設想,隨著物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、傳感器、移動通信、寬帶網(wǎng)絡等技術的發(fā)展,更為先進的物聯(lián)網(wǎng)技術將在未來軍事領域得到推廣應用,為提高部隊的戰(zhàn)斗力而服務。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術在軍事領域的應用展望
未來物聯(lián)網(wǎng)新技術在軍事領域的應用將重點圍繞戰(zhàn)場態(tài)勢感知、智能分析判斷和行動過程控制等方面展開,它將有機融合作戰(zhàn)和保障體系,全面提升基于信息網(wǎng)絡系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力和保障能力。
物聯(lián)網(wǎng)技術作為現(xiàn)代信息技術的一個組成部分,也是信息化發(fā)展的下一個重要階段。其英文名稱是:“Internetofthings(IoT)”。物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了物與物的快速、精準連接。下面,我們從兩個角度來解釋和認識物聯(lián)網(wǎng)技術。首先,物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術,仍然是以網(wǎng)絡作為核心環(huán)節(jié),通過網(wǎng)絡進行用戶信息的延伸和擴展。其二,物聯(lián)網(wǎng)通過網(wǎng)絡實現(xiàn)物品之間信息的傳遞、通信和交換。物聯(lián)網(wǎng)通過感知技術、識別設備與普通計算機網(wǎng)絡技術相結合,廣泛應用于各個領域,沖擊著傳統(tǒng)的操作模式。以傳統(tǒng)農業(yè)為例,通過人工進行種植、管理和收獲,而物聯(lián)網(wǎng)技術采用傳感器、互聯(lián)網(wǎng)和應用層,實現(xiàn)用戶智能化、信息化管理和應用。
1.2結構框架
物聯(lián)網(wǎng)由感知層、網(wǎng)絡層和應用層三層結構組成。感知層由溫度傳感器、pH感應器、條形碼標簽、攝像頭、識讀器、GPS、M2M終端、傳感器網(wǎng)關等識別信息和物理信號的終端。感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個重要的組成部分,是對外界物理信息進行識別、采集的重要載體和途徑,因此將感知層稱為物聯(lián)網(wǎng)的眼睛,是對外部信息感知的主要環(huán)節(jié);網(wǎng)絡層是負責將感知層獲取的信息通過網(wǎng)絡傳輸?shù)綉脤樱ɑヂ?lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)等各種網(wǎng)絡,是物聯(lián)網(wǎng)技術的核心部分,類似于高等動物的大腦和中樞系統(tǒng),負責信息的分析和處理,并將信息傳輸?shù)綉脤樱蝗缓笥蓱脤幼龀龇磻瑧脤邮俏锫?lián)網(wǎng)與用戶控制終端相連,負責信息調控和管理。
1.3物聯(lián)網(wǎng)技術分類
物聯(lián)網(wǎng)技術一般分為射頻識別技術、傳感器與傳感網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、嵌入式系統(tǒng)等幾類。射頻識別(RadioFrequen⁃cyIdentification)技術是通過無線電信號進行對象識別并讀寫數(shù)據(jù)的一種通信技術。這種特別的通信技術不必建立機械或者光學接觸就可以進行系統(tǒng)和目標對象的識別。其中,常用的技術主要有低頻、高頻、超高頻,微波等。射頻識別讀寫器一般還分為移動式的和固定式兩種。目前射頻識別技術已經在各單位機構得以應用,如:圖書館的進出,門禁系統(tǒng),食品安全溯源等等。相比而言,傳感器則是一種檢測系統(tǒng),它可以滿足傳輸、存儲、處理、顯示、記錄和控制等需求,它通過檢測信息對象,并將此對象按照一定的電信號或其他信息信號輸出。無線通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信。微波是一種無線電波信號,它的傳送距離約有幾十千米,但是它有很寬的頻帶和較大的通信容量。由于微波的傳輸距離較短,所以一般每隔幾十千米就要建一個微波信號中繼站。衛(wèi)星通信則是以通信衛(wèi)星為中繼站在地球上的多個移動體之間建立微波通信。嵌入式系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物與物相連的智能化終端系統(tǒng)。它是一個存儲在存儲器中的嵌入式處理器控制板。
2物聯(lián)網(wǎng)技術在無土栽培中的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1無土栽培概況
目前,無土栽培技術采用營養(yǎng)液或者固體基質作為植物根際環(huán)境,代替?zhèn)鹘y(tǒng)土壤,實現(xiàn)精量化育苗和種植。主要種植方式由水培、霧培和基質栽培三種。水培是將苗木的根系直接浸入營養(yǎng)液中的一種種植技術;霧培又稱氣培,是將提前配好的營養(yǎng)液噴霧到植物的根表現(xiàn),供給其所需的營養(yǎng);固體基質栽培技術主要采用珍珠巖、泥沙、蛭石、草炭、泥炭等材料,進行栽培植物。
2.2國內外無土栽培的現(xiàn)狀
研究發(fā)現(xiàn)無土栽培作為設施農業(yè)最重要的一部分,正改變著傳統(tǒng)農業(yè)的種植方式,成為信息化農業(yè)的新典范,為農業(yè)技術的現(xiàn)代化發(fā)展指明了道路。在20世紀30年代,西方發(fā)達國家首先開始無土栽培技術,并獲得成功。到了20世紀70年代,營養(yǎng)液膜技術以其較低投入的特點得到快速的發(fā)展和推廣。目前,美國、荷蘭、法國、加拿大和日本等國家在無土栽培商業(yè)化種植方面,發(fā)展迅速,應用面積廣,在設施農業(yè)種植中占有非常大的一塊比例。無土栽培技術優(yōu)勢非常明顯,能夠節(jié)省種植空間,同時為人們提供無污染的產品,避免土壤連作帶來的問題,在生產名貴花卉、反季節(jié)農產品等方面被快速應用。為此,發(fā)達國家將采用現(xiàn)代化信息技術與無土栽培技術相結合,達到自動控制和測定相關指標,使無土栽培方式可以快速產出、且無污染、產品綠色化。因此,采用物聯(lián)網(wǎng)技術來感知和調控栽培基質或營養(yǎng)液溫度、營養(yǎng)配比、pH、水分含量、植物長勢等相關指標,實現(xiàn)無土栽培的工廠化生產、產品的周期性生產以及效益的最大化。近些年,無土種植在我國有了長足的發(fā)展。早在20世紀中后期,我國開始無土種植研究,成果顯著。隨著改革開放,人們生活品質的改善,無土栽培技術在全國各地快速興起,為人們提供了綠色無污染的農產品。但是無土栽培在我國起步較晚,還存在很多問題,比如技術的缺乏,設備的不完善,資金不到位,人才培養(yǎng)制度不明確,尤其缺乏與現(xiàn)代信息技術的聯(lián)系。因此,導致無土栽培技術很難在我國大面積推廣,同時,阻礙了現(xiàn)代農業(yè)技術的發(fā)展。
2.3物聯(lián)網(wǎng)技術在無土栽培中的應用
2.3.1無土栽培環(huán)境條件的感知
物聯(lián)網(wǎng)的感知層由各種信息和數(shù)據(jù)采集層以及傳感器設備組成,其中信息采集層通過溫濕度傳感器、pH感應器、營養(yǎng)濃度感應器、攝像頭、紅外線等傳感器來感知、采集無土栽培設備中的環(huán)境溫度、濕度、pH值以及營養(yǎng)濃度,并將采集到數(shù)據(jù)、視頻或者物理量轉化為物理世界的信息。自組織傳感器網(wǎng)絡采用數(shù)字鏈路的編碼、調制和解調技術來實現(xiàn)局域網(wǎng)內傳感器及傳感器節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳輸,基于網(wǎng)絡、流量管理、路由等技術,實現(xiàn)各節(jié)點間的自組織與協(xié)調互通。通過安裝的各類傳感器對無土栽培設施中相關指標的變化進行感知、采集,經過3G、4G網(wǎng)絡技術、無線網(wǎng)、藍牙等進行信息的傳輸。
2.3.2無土栽培環(huán)境信息的處理
由感知層采集到的相關指標信息,通過自組織傳感網(wǎng)絡傳輸?shù)骄W(wǎng)絡層。網(wǎng)絡層是傳遞感知層發(fā)出或接收的數(shù)據(jù),通過獲得物理量自身攜帶的電子信息,進行識別和信息格式的轉換,然后經網(wǎng)絡中間層將感知層采集到信息傳入過應用層,實現(xiàn)整個物聯(lián)網(wǎng)三個結構層次的連接。
2.3.3無土栽培環(huán)境的調控
根據(jù)無土栽培設施植物對環(huán)境條件的要求,提前設定栽培環(huán)境指標,如無土栽培設施中溫度、濕度、pH值、二氧化碳濃度、養(yǎng)分濃度、光照,以及栽培室外氣候條件等相關指標進行監(jiān)測、記錄。通過感知層多種傳感器和信息采集終端及時獲取指標參數(shù),然后經過網(wǎng)絡層傳遞和處理,輸出到相應的操作接口,實現(xiàn)對無土栽培環(huán)境中相關指標的實時監(jiān)控和調節(jié)。另外,用戶根據(jù)栽培植物對生長過程中,在不同時期對環(huán)境指標的要求,設定相應的警告閾值,網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以根據(jù)植物對相關指標的不同需要進行智能化調節(jié)。
引言
物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代科技發(fā)展過程中的新型產物,計算機技術的科學應用能夠使其得到更高程度的發(fā)展,對現(xiàn)代科技的進一步發(fā)展具有不可或缺的重要價值,相關行業(yè)工作人員必須對其加強重視,確保物聯(lián)網(wǎng)技術的科學應用,能夠推進各行各業(yè)的進一步發(fā)展,為現(xiàn)代科技的有效提升創(chuàng)造良好的條件。在此過程中,計算機技術是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要推動力,本文的研究,進一步明確計算機技術推動物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
1物聯(lián)網(wǎng)技術
在現(xiàn)代科技高速發(fā)展過程中,物聯(lián)網(wǎng)基于計算機技術為現(xiàn)代人生活帶來了很大程度的變革,能夠為人類提供更為便攜的服務。就字面意思而言,物聯(lián)網(wǎng)具體是指物體聯(lián)通的過程,并不僅僅是信息聯(lián)通,可以用數(shù)據(jù)和虛擬信號完全概括。物聯(lián)網(wǎng)設計處理,傳輸感知等多個方面,通過利用識別和感知技術,通信技術,計算機技術,基于互聯(lián)網(wǎng)的迅速反饋和傳輸?shù)奶匦裕诰W(wǎng)絡和現(xiàn)實生活中廣泛應用。相對于互聯(lián)網(wǎng)而言,物聯(lián)網(wǎng)最大的特點在于其網(wǎng)絡連接技術[1-3]和完全開放的算法[4,5]。互聯(lián)網(wǎng)結構從具體包括應用層,網(wǎng)絡層和感知層,感知層是接收信息的主要源頭,在互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)產業(yè)化發(fā)展過程中具有一定程度的關鍵性價值,能夠感知和收集相關數(shù)據(jù),同時對其相關信息全方位進行精確感知,與此同時,還可以使其低成本問題和低功耗問題得到有效解決。在此過程中,嵌入式技術、RFID技術和傳感器技術是其不可或缺的核心技術,以此為基礎,能夠對模擬信號進行科學轉變,使其形成數(shù)字信號,在計算機程序內,數(shù)字信號只能以二進制形式被處理。無線射頻識別RFID技術在不接觸物體的情況下,可以進行自動和智能的識別,而嵌入式技術可以稱之為固件。網(wǎng)絡層則是應用計算機技術的重要條件,通過進行通信網(wǎng)絡的科學設置改造和轉化物聯(lián)網(wǎng),以此為基礎,使其能夠傳遞感知層信息,進而確保信息傳遞的網(wǎng)絡化,系統(tǒng)化和規(guī)范化。應用層是具體應用物聯(lián)網(wǎng)的層次,涉及交通網(wǎng)絡信息,智能家居物流監(jiān)控,遠程醫(yī)療等方面。對于物聯(lián)網(wǎng)而言,服務對象并不僅僅是個人,同時還包括企業(yè)和家庭。
2計算機技術在物聯(lián)網(wǎng)的應用
對于物聯(lián)網(wǎng)而言,網(wǎng)絡從事起最為核心的結構層,具有更高的成熟度,計算機技術可以這么合理應用移動通信網(wǎng),廣電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等基礎設施,相對于應用層和感知層而言,具有較為突出的靈活性和方便性。在物聯(lián)網(wǎng)具體發(fā)展過程中,將其看作一個網(wǎng)絡,不如將其視為同時存在多種商品的市場。相對于一般市場而言,該市場是以計算機為媒介,通過利用網(wǎng)絡設備為商品建立一定的關系。雖然商品是具體的實物,但是市場卻存在一定程度的虛擬性。消費者通過利用物聯(lián)網(wǎng)足不出戶便可以購買相關商品。物聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展與合理應用使現(xiàn)代人生活發(fā)生了很大程度的改變,在此過程中,計算機技術需要有效結合互聯(lián)網(wǎng)和各種實物,為物聯(lián)網(wǎng)技術的進一步發(fā)展奠定良好的基礎,進而推進物聯(lián)網(wǎng)的有效發(fā)展,使其實現(xiàn)更快更好的發(fā)展。現(xiàn)代社會經濟的高速發(fā)展,使人們生活水平得到了很大程度的提升,對于生活質量提出了更高的要求,在應用互聯(lián)網(wǎng)技術過程中也開始追求新的發(fā)展。人們如果想要確保實體能夠和網(wǎng)絡實現(xiàn)接軌,需要科學應用計算機技術。在現(xiàn)代經濟建設過程中,物聯(lián)網(wǎng)已經逐步滲透至人們生活的各個方面,計算機技術的科學應用能夠在很大程度內推進現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術的有效發(fā)展,通過科學構建物聯(lián)網(wǎng)平臺,可以從多個角度向消費者展示商品,在此過程中,消費者具有更為廣泛的選擇權。同時,部分商品的知名度也會得到很大程度的提升。在前沿科技應用過程中,計算機不僅能夠確保在現(xiàn)實生活中更為廣泛的應用物聯(lián)網(wǎng),同時還可以在網(wǎng)絡世界發(fā)揮較為廣泛的作用。在互聯(lián)網(wǎng)具體發(fā)展過程中,不能脫離計算機技術,與互聯(lián)網(wǎng)相比較而言,物聯(lián)網(wǎng)能夠使互聯(lián)網(wǎng)和實物之間進行更為有效的連接,進而使其作用得到共同發(fā)揮,基于此,在物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展過程中,計算機科學具有極其重要的推動意義。在現(xiàn)代社會建設過程中,計算機技術已經逐步成熟,相對而言,互聯(lián)網(wǎng)作為一項新型技術,在具體發(fā)展過程中,必須由計算機技術對其進行合理支撐。在具體運營物聯(lián)網(wǎng)過程中,計算機技術利用先進理念和先進技術有效解決物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中存在的具體問題,例如如何通過物聯(lián)網(wǎng)更為充分的體現(xiàn)實物,物聯(lián)網(wǎng)運作等。基于此,科學應用計算機技術能夠確保物聯(lián)網(wǎng)內部具有更高的條理性。在近幾年發(fā)展過程中,醫(yī)療,食品,交通,家居都逐步實現(xiàn)更高程度的智能化水平,物聯(lián)網(wǎng)技術在智能化領域發(fā)展過程中,也得到了有效滲透,現(xiàn)代人生產生活都發(fā)生了很大程度的改變。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中,計算機技術具有不可或缺的重要價值,能夠確保物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代人生活時更為有效的融合,使其現(xiàn)在現(xiàn)代人社會發(fā)展過程中發(fā)揮更大的價值。計算機技術能夠幫助物聯(lián)網(wǎng)更好地實現(xiàn)其功能。在具體應用物聯(lián)網(wǎng)過程中,通過一些平臺能夠收集和發(fā)現(xiàn)問題。隨后利用計算機最新進行科學改正,使其更好地適應人們日常生活。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度非常快,同時具有極為廣泛的應用,科學應用物聯(lián)網(wǎng),人們能夠通過電子標簽和真實物體之間建立聯(lián)系。同時利用物聯(lián)網(wǎng)識別其具置。同時,在具體應用物聯(lián)網(wǎng)過程中,相關人員還可以通過中心計算機對各類機器設備進行集中式管理,同時還可以遙感控制汽車和家庭設備,搜索其具置,避免發(fā)生物品被盜的不良現(xiàn)象,與自動化操控系統(tǒng)功能相似。數(shù)據(jù)的有效收集,還可以使其逐步向大數(shù)據(jù)匯聚,進而確保能夠為控制流行疾病,防治犯罪行為,預防自然災害,設計道路提供必要的幫助。在我國,物聯(lián)網(wǎng)已經得到了極為廣泛的應用,基于計算機技術,現(xiàn)代科技會在很大程度內影響人們日常生活。基于此,在計算機技術影響下,物聯(lián)網(wǎng)將會具有更為完善的系統(tǒng)。互聯(lián)網(wǎng)具有較為復雜的運營模式,物聯(lián)網(wǎng)是由互聯(lián)網(wǎng)衍生發(fā)展形成的網(wǎng)絡,但是這不僅是一種網(wǎng)絡,更像是應用型市場。在發(fā)展初期,互聯(lián)網(wǎng)形勢極為簡單,而發(fā)展至今天,物聯(lián)網(wǎng)已經在各個方面得到了廣泛的應用,例如政府工作,公共安全,環(huán)境保護,水系檢測,防盜系統(tǒng),通過科學應用現(xiàn)代計算技術,互聯(lián)網(wǎng)具有蓬勃的生機。
3物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景
關鍵詞:
物聯(lián)網(wǎng)技術;監(jiān)測;輸變電設備
1物聯(lián)網(wǎng)技術的簡介及構建
基于物聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術是為載體實現(xiàn)虛擬空間信息共享的技術。通過網(wǎng)絡協(xié)議相關的虛擬空間實現(xiàn)運營的。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展,移動互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為高端技術的產生和發(fā)展提供了平臺,包括跟蹤GRS的函數(shù)技術,紅外定位技術和定位功能等等。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括感知層、網(wǎng)絡層和應用層三層結構。感知層的功能是接受范圍內的網(wǎng)絡信息,網(wǎng)絡結構的連接,通信設備是使用短距離無線通信網(wǎng)絡連接,使感知層可以有效地接受各種網(wǎng)絡信息系統(tǒng)操作和控制的傳播信息,并將信息傳輸?shù)街付ǖ脑O備。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中,網(wǎng)絡層主要是為各種各樣的信息開發(fā)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋N锫?lián)網(wǎng)系統(tǒng)應用程序層包括電腦、智能手機和平板電腦等,使計算機在應用程序層和用戶名之間交換。
2物聯(lián)網(wǎng)體系的設計及輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測的現(xiàn)狀
在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中,包括協(xié)調員,路由器和終端設備。其中,協(xié)調員是物聯(lián)網(wǎng)的核心,包括建設網(wǎng)絡和連接到設備維護、無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)葍热荩瑢τ布糠值墓δ芫哂兄甘咀饔谩B酚善鞯淖饔糜芯W(wǎng)絡設計和電路設計為主,通過網(wǎng)絡連接,將主控制芯片連接到網(wǎng)關接口,路由器被連接到網(wǎng)絡終端設備。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計也關注節(jié)點的設計,提高路由器的兼容性,確保終端節(jié)點是協(xié)調員相同的數(shù)據(jù)信號傳輸,輸出信號通過MAX232邏輯電平轉換后轉移到網(wǎng)絡平臺和終端設備,通信信息開始傳輸數(shù)據(jù)。當前電力傳輸和轉換設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),通常是一個單一的電力傳輸和轉換設備狀態(tài)參數(shù)集,將信息收集和應用程序產生的損害隔離,系統(tǒng)需要建立自己的獨立信息數(shù)據(jù)庫,將沒有形成網(wǎng)絡覆蓋的區(qū)域聯(lián)合起來,大大提高收集信息系統(tǒng)操作和維護的能力,為以后分析和預測診斷提供便利。當前每個系統(tǒng)制造商不同,導致同一個裝置難以統(tǒng)一標準,通信協(xié)議很少將操作、維護和校準系統(tǒng)與其他系統(tǒng)統(tǒng)一,數(shù)據(jù)傳輸也更容易受到強電磁干擾。基于無線傳感器網(wǎng)絡技術的物聯(lián)網(wǎng)技術,RFID無線射頻識別技術的識別,智能監(jiān)控對象,如無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)技術可以有效地解決電纜通信故障。RFID射頻識別技術是基于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)的通信技術,射頻通信結合無線遠程傳輸通過GPRS無線通信網(wǎng)絡模型,稱為實時同步的電力傳輸和轉換設備管理,提供了一種新的智能電力傳輸和轉換設備狀態(tài)監(jiān)測。在互聯(lián)網(wǎng)感知層、傳輸設備的桿塔部署的傳感器傳輸線變電站設備。利益智能傳感器網(wǎng)絡,實時采集電力傳輸和轉換設備狀態(tài)信息,明確小型化方向。無線傳感器,以實現(xiàn)感知層范圍內的電力傳輸和轉換設備監(jiān)控為目標。在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層之間根據(jù)數(shù)據(jù)收集,分析,應加強可視化和SCADA系統(tǒng)及其他應用程序的信息綜合能力,實現(xiàn)綜合的全面數(shù)據(jù)分析。物聯(lián)網(wǎng)技術要根據(jù)輸變電設備運行需要充分了解互聯(lián)網(wǎng)技術和大數(shù)據(jù)的集成,以促進物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡信息傳播的有效運行。操作的物聯(lián)網(wǎng)技術在電力傳輸和轉換設備的利用上充分發(fā)揮作用,還將物聯(lián)網(wǎng)技術的相關研究引領至科技的前沿,以確保能夠準確進行電力傳輸和轉換設備的狀態(tài)檢查。
3輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測中物聯(lián)網(wǎng)技術的應用
電力傳輸和轉換設備狀態(tài)監(jiān)測及物聯(lián)網(wǎng)技術的引入,所有的電力傳輸和轉換設備生命周期管理,為了提高電力傳輸和轉換設備的操作性能。在物聯(lián)網(wǎng)技術的應用中,電力傳輸和轉換設備狀態(tài)監(jiān)測、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建立,需要電力傳輸和轉換設備,采用分層分布式體系結構,包括智能感知、智能網(wǎng)絡和智能應用程序等。
3.1智能感知層
電力傳輸和轉換設備系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)智能感知層是基于物聯(lián)網(wǎng)為載體,傳感裝置的應用包括智能傳感器、GPS全球定位系統(tǒng)(GPS)、紅外傳感器、EPC標簽等等。電力傳輸和轉換設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)生成的智能感知,并收集資產信息。感知層收集到的信息,包括電力傳輸和轉換的傳感器網(wǎng)絡設備狀態(tài),信息采集、信息操作及信息網(wǎng)格操作,為輸電線路和設備安裝的信息收集提供包括氣象信息、自然災害預警等信息。
3.2智能網(wǎng)絡層
在智能網(wǎng)絡層,通過數(shù)據(jù)傳輸通道,將在異構網(wǎng)絡的一層進行介入。因此,電力傳輸和轉換設備的無縫訪問操作是電力傳輸和轉換設備之間的操作。智能終端的公共接口根據(jù)需要將輸電線路和通訊網(wǎng)絡之間建立連接,包括電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡、通信電纜、電力無線個人網(wǎng)絡將信息傳播到變電站智能監(jiān)控系統(tǒng)中,如傳輸線的兼容性和可擴展性。傳輸?shù)男畔ⅲ部梢灾苯愚D移到移動變電站設備和網(wǎng)絡信息管理平臺上。供電局變電站網(wǎng)絡致力于將待傳輸?shù)男畔⑦M行信息的收集,并將信息傳輸出去。在供電局需要建立光學網(wǎng)絡,網(wǎng)絡層連接變電站設備,以實現(xiàn)信息交換。電力傳輸和轉換設備是物聯(lián)網(wǎng)的集成,以得到各種各樣的信息。這些信息數(shù)據(jù)操作將為生產管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)和設備操作,利用數(shù)據(jù)集成信息參考數(shù)據(jù)生命周期管理。
4結束語
文章總結溫習了在特定的應用程序下,完全理解物聯(lián)網(wǎng)技術,注意根據(jù)監(jiān)測需求把握電力傳輸和轉換設備及使用物聯(lián)網(wǎng)技術,以改善電網(wǎng)的運行質量。分析通過網(wǎng)絡協(xié)議相關的虛擬空間是如何實現(xiàn)運營的。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展,移動互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為高端技術的產生和發(fā)展提供了平臺,包括跟蹤GRS的函數(shù)技術,紅外定位技術和定位功能等等。當前電力傳輸和轉換設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),通常是一個單一的電力傳輸和轉換設備狀態(tài)參數(shù)集,將信息收集和應用程序產生的損害隔離,系統(tǒng)需要建立自己的獨立信息數(shù)據(jù)庫,將沒有形成網(wǎng)絡覆蓋的區(qū)域聯(lián)合起來,大大提高收集信息系統(tǒng)操作和維護的能力,為以后分析和預測診斷提供便利。智能終端的公共接口根據(jù)需要將輸電線路和通訊網(wǎng)絡之間建立連接,包括電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡、通信電纜、電力無線個人網(wǎng)絡將信息傳播到變電站智能監(jiān)控系統(tǒng)中,如傳輸線的兼容性和可擴展性。文章在社會主義經濟快速發(fā)展的背景下,我國電網(wǎng)快速發(fā)展為背景對物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)檢測中的應用現(xiàn)狀及應用過程進行了簡要的分析,在日后的生產建設過程中,物聯(lián)網(wǎng)建設將在電網(wǎng)運行中發(fā)揮更多更大的作用,期待相關學者專家能夠以物聯(lián)網(wǎng)和電網(wǎng)目前的高速發(fā)展為契機,做出更精細嚴謹?shù)目茖W研究。
參考文獻:
[1]劉聽,徐格,陳文龍.融合物聯(lián)網(wǎng)的下一代互聯(lián)網(wǎng)體系結構研究[J].電信科學,2013(11).
1.物聯(lián)網(wǎng)概念
物聯(lián)網(wǎng)是通過運用物品把它和互聯(lián)網(wǎng)相結合,從而實施智能化的管理、定位、識別與監(jiān)控的網(wǎng)絡,同時通過激光掃描器、全球定位系統(tǒng)與紅外感應器等信息傳感設備實現(xiàn)通訊與交換。它的核心是互聯(lián)網(wǎng),但是結果卻已經擴散到商品之間的互換。
2.物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程
在1999年,物聯(lián)網(wǎng)這個概念第一次被提出。物聯(lián)網(wǎng)是依靠互聯(lián)網(wǎng)技術運用無線設備與射頻設別技術,從而形成一個能夠讓全世界的商品在互聯(lián)網(wǎng)上能夠達到實時共享的網(wǎng)路。在2003年,美國的權威雜志《技術評論》表示在未來的生活中物聯(lián)網(wǎng)將會是改變我們生活習慣的十大技術的第一位。在2005年國際電信聯(lián)盟就發(fā)表了物聯(lián)網(wǎng)的相關報告,在報告中表示出物聯(lián)網(wǎng)大時代的到來,在全世界各地的商品都能夠通過網(wǎng)上交易平臺實現(xiàn)交換。通過依靠互聯(lián)網(wǎng)技術,物聯(lián)網(wǎng)也將會成為未來商品交易的主要方式之一。在中國也出現(xiàn)了許多成功運用物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)人工智能化的典型,例如上海的浦東機場與上海的世博會。
二、物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術
首先物聯(lián)網(wǎng)需要運用特定的識別系統(tǒng)對物品的相關屬性進行鑒定,其次應該把相關物品的數(shù)據(jù)信息通過互聯(lián)網(wǎng)上傳的網(wǎng)上,最有通過中央信息處理系統(tǒng)把傳輸進去的網(wǎng)絡信息進行處理與公布,從而實現(xiàn)信息的共享。在當前物聯(lián)網(wǎng)使用的主要技術包括:智能嵌入、云計算、IPv6、傳感技術等。
1.IPv6
因為互聯(lián)網(wǎng)的不斷成熟,互聯(lián)網(wǎng)的IPv4地址已經達到了頂峰,IPv6必定會在未來取代IPv4。當期IPv4只有32位的地址遠遠不能夠到達當前會聯(lián)網(wǎng)用戶的需求,而孕育而生的IPv6具有128位地址,這樣就能夠促使世界上的任何一樣物品都能夠擁有自己的IP。在當前想要快速發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)就需要讓每一件商品都具有自己的IP地址,因此IPv6的運用必將成為物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)迅猛增長的基礎。
2.RFID
運用射頻識別RFID能夠通過無線射頻識別出相應的物品信息。射頻識別可以識別出很小的物品的相應信息,同時通過對實體的分辨,可以迅速的在沒有觸摸商品的情況下了解到商品的相關信息。RFID能夠大面積的識自動識別商品的相關屬性,但是RFID運用的技術也有相應的不同,比如適用領域、技術特點與工作原理都制定出了不同的標準。
3.云計算
云計算被一些專業(yè)人士叫做計算資源池,它能夠對海量的信息實現(xiàn)快速的處理,它是發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的關鍵。由于物聯(lián)網(wǎng)需要隨時隨地及時的對相關采集的數(shù)據(jù)進行更新與添加,這樣就需要一個能夠大量存儲信息的平臺實現(xiàn),通過云計算就能夠實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的管理。
4.傳感技術
計算機技術、通信技術、傳感技術是信息技術的三大核心。傳感技術通過傳感器、信息的識別與處理對相關物品實現(xiàn)檢測與數(shù)據(jù)錄入。同時運用其相關的傳感器對一些感官達到信息錄入與處理的要求。
5.智能嵌入
把信息處理器嵌于應用系統(tǒng),運用Internet讓整個系統(tǒng)固化。這樣就能夠節(jié)約許多的時間,但能夠快速的讓信息實現(xiàn)共享。這樣就能夠讓計算機技術與網(wǎng)絡技術實現(xiàn)實時同步的進行信息的高速傳遞。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術在鐵路運輸中的應用
在鐵路運輸中實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的全覆蓋能夠對鐵路運輸與維護起到高效的作用。它能夠在鐵路行車調度管理、機車和輪對檢修信息管理系統(tǒng)、鐵路貨運物流信息化系統(tǒng)與智能化檢票系統(tǒng)中實現(xiàn)
1.智能化售檢票系統(tǒng)
智能化售票系統(tǒng)在中國已經實現(xiàn)了大規(guī)模的使用。乘客可以使用自動售票機進行鐵路購票。在乘客進站時檢票員運用小型識讀器識別讀取RFID電子標簽,以此來識別乘客購買的車票是否與購票信息相符,這樣不但能夠大大提高鐵路人員的工作效率,還能夠節(jié)省旅客進出車站的時間,從而使車站可以快速運轉。
2.鐵路機車車輛智能化識別系統(tǒng)
地面獨立識別設備、車身或者底部的識別標簽、復示設備與數(shù)據(jù)集中管理這五個部分構成了鐵路機車車輛智能化識別系統(tǒng)。地面獨立識別設備是由四個部分組成,其設置需要通過各個站點的一系列的處理來實現(xiàn)信息的管理。在貨物運輸車上安裝電子標簽就能夠迅速的對車輛的相關信息進行識別。這樣在物聯(lián)網(wǎng)時代就能夠讓貨物的信息實現(xiàn)實時的了解與共享。
3.鐵路行車調度管理
物聯(lián)網(wǎng)在鐵路行車調度管理中只要是通過對車廂的管理來實現(xiàn)。它能夠對鐵路的速度檢測與信號的升級起到關鍵的作用。在每一個車廂上安裝一個RFID芯片,運用RFID芯片的讀寫器,不但能夠了解到當前鐵路運輸?shù)乃俣龋€能夠檢測到當前鐵路運輸中所出現(xiàn)的安全隱患,從而使相關人員能夠及時的排除安全隱患從而使鐵路可以安全的到達相應的目的地,防止一些干擾。
4.鐵路客運系統(tǒng)
運用物聯(lián)網(wǎng),把旅客購票的信息植入到每一張的車票中,同時把讀寫器安裝的客運車廂、候車室、檢票口與車站口等地方。當旅客在自動售票機上購買到車票以后進入到進站口就能夠自動識別車票信息是否與本人相符,進入到候車大廳以后,收到讀寫器的識別能夠快速分辨出旅客候車地是否正確,以免旅客耽誤候車時間。同時還能夠及時的對旅客候車的人數(shù)進行統(tǒng)計。旅客在登上火車后,也可以通過讀寫器對某些旅客走錯車廂得以及時的糾正,并且對旅客的下一站所達到的信息進行實時傳遞,一面旅客坐過站的現(xiàn)象出現(xiàn)。在旅客下車以后,系統(tǒng)還可以對相關信息進行處理。
5.機車和輪對檢修信息管理系統(tǒng)
運用RFID技術,能夠對火車的到達時間與步驟進行精確的統(tǒng)計與計算,進而存儲。不但如此,還可以對火車進出車站的次數(shù)與相應數(shù)據(jù)進行快速的采集與錄入,這樣就可以大大提高列車數(shù)據(jù)的查詢與統(tǒng)計效率,縮減檢測工作人員的工作量提高其工作質量與效率。
6.鐵路貨運物流信息化系統(tǒng)發(fā)展
鐵路物流,就一定要把集裝箱運輸實現(xiàn)信息系統(tǒng)化。通過對集裝箱信息的采集與統(tǒng)計,對箱號圖像識別,這樣可以方便攝像頭對集裝箱對信息的快速讀取,從而減少由于天氣或集裝箱破損的原因導致識別系統(tǒng)出問題的現(xiàn)象的出現(xiàn)。把RFID技術運用到鐵路的集裝箱上面,不但能夠實時了解貨物運輸情況,還可以減少商品被盜或者破損的情況。同時提高集裝箱運輸運用的效率得以提高。
四、物聯(lián)網(wǎng)技術在鐵路行業(yè)其他業(yè)務中的應用及展望
1.物聯(lián)網(wǎng)在視頻監(jiān)控中的運用
想要達到高質量的要就必須要使用傳感器與物聯(lián)網(wǎng)。比如,能在探頭前面連接各種各樣的傳感器,將激光測距傳感器、傾角傳感器與云臺攝像機連接,利用云臺攝像機捕捉畫面信息,利用激光測距傳感器進行測距。
2.山體滑坡的監(jiān)控以及提前警報系統(tǒng)
山體滑坡作為一種破壞力極強的地質災害,它不但可以摧毀大量的鐵路基礎設施,還可能對鐵路運輸時對火車上的人員造成極大的傷害,由此看它是一個特別嚴重的災害對鐵路運輸安全是一個極大地隱患。在當前鐵路部門可以運用物聯(lián)網(wǎng)技術,在山體滑坡現(xiàn)象嚴重的區(qū)域安裝傾角傳感器、液位傳感器和前端設備,這樣不但能夠實時監(jiān)控這一地區(qū)山體情況,還能夠對當前的山體的數(shù)據(jù)進行傳輸與儲存以便于相關人員的分析。同時在發(fā)現(xiàn)山體變化的同時及時的發(fā)出警告預警,以便于車站人員能夠及時的對相應的地質災害做出反應,進而極大地挽回人員與財產的損失。
中圖法分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)04-0054-03
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)融合了新一代的互聯(lián)網(wǎng)技術和移動通訊技術,通過把各種傳感器組成的終端嵌入到各種實體中,把實物組建成網(wǎng)絡的形式,與目前的互聯(lián)網(wǎng)整合起來,利用傳感器收集信息和互聯(lián)網(wǎng)快速傳遞數(shù)據(jù)信息的功能,以及利用計算機強大的數(shù)據(jù)處理信息能力,能夠高效快速地管理實物,并充分實現(xiàn)資源信息的共享,最終達到提高資源的利用率、提高生產水平的目的。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術
在物聯(lián)網(wǎng)中,物體可以實時地被識別、定位和進行數(shù)據(jù)交互,這是形成物聯(lián)網(wǎng)的基本要求,物聯(lián)網(wǎng)的功能決定了其大體上分為3個層狀的網(wǎng)絡結構,圖1所示是物聯(lián)網(wǎng)的技術結構。
圖1 物聯(lián)網(wǎng)技術結構
物聯(lián)網(wǎng)中的感知層由各種傳感器網(wǎng)絡和無線射頻識別系統(tǒng)組成,用于完成數(shù)據(jù)信息的采集和協(xié)同處理信息,主要涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集和實時定位等技術[1];
傳輸層也叫網(wǎng)絡層,是由互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡、移動通訊等組成的網(wǎng)絡結構,用來實現(xiàn)從信息采集到信息傳輸?shù)墓δ躘2];
應用層則通過上位機(PC機)、手機、智能控制系統(tǒng)等對收集到的數(shù)據(jù)信息進行整合、分析、計算和管理,形成與業(yè)務需求相適應,并可實時更新的動態(tài)數(shù)據(jù)資源庫,為各類業(yè)務提供統(tǒng)一的信息資源服務,從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)各個行業(yè)領域應用,主要體現(xiàn)的是對信息的智能處理能力[3]。
2 無線組網(wǎng)技術
2.1 無線組網(wǎng)的模型
無線通訊模塊的實現(xiàn)不同于有線通訊,不能使用成熟的有線網(wǎng)絡拓撲結構,不過無線通訊由于擺脫了場地的限制,所以組成網(wǎng)絡也有自身的特點,無線網(wǎng)絡總的來說一般分為3種情況:點對點、星狀網(wǎng)絡和網(wǎng)狀網(wǎng)絡,圖2所示是3種常見的組網(wǎng)結構。
圖2 三種常見的組網(wǎng)結構
圖2中從左到右依次為點對點結構、星型結構和網(wǎng)絡結構,深色的節(jié)點為協(xié)調器或者實現(xiàn)路由功能的節(jié)點,淺色節(jié)點為普通終端節(jié)點。
點對點通訊:適合連接物體不多的設備且需要相互之間傳遞數(shù)據(jù)信息的情況,這種情況屬于一種很特殊的網(wǎng)絡,只不過網(wǎng)絡節(jié)點是簡單的包含終端和數(shù)據(jù)中心兩個方面;
星狀網(wǎng)絡:控制簡單,任何的節(jié)點只需要和中心節(jié)點通訊,致使協(xié)議也行對簡單,易于網(wǎng)絡的監(jiān)控和管理;
網(wǎng)狀網(wǎng)絡:處于網(wǎng)絡中,每兩個節(jié)點之間可以直接或者間接的通訊,而且有時候通訊路徑也不唯一,這樣的網(wǎng)絡結構組成各種形狀,網(wǎng)絡內的各個節(jié)點之間對資源的共享比較容易,能選擇最佳路徑,傳輸延時小但是建設網(wǎng)絡的費用高[4]。
2.2 無線組網(wǎng)通訊技術優(yōu)勢
無線組網(wǎng)通訊技術有以下的優(yōu)點:
實時查詢:在網(wǎng)絡中的每一個節(jié)點都能實時的傳輸信息,返回終端節(jié)點的狀態(tài);
數(shù)據(jù)交流:能夠和信息處理中心進行雙向的數(shù)據(jù)信息傳遞和信息交換;
數(shù)據(jù)處理:終端節(jié)點一般有簡單提取和處理信息的能力,讓信息以相應的格式傳送到信息處理中心;
組成網(wǎng):雖然具體到每個節(jié)點都有不同的任務分工,但是每個節(jié)點都有相同的功能就是和上下節(jié)點之間建立連接,宏觀上面就是系統(tǒng)組成了一個無線的局域網(wǎng)絡;
低能耗:每個節(jié)點不管是終端設備、路由器還是協(xié)調器都是由微控制器控制的低功耗芯片,一般的終端節(jié)點都使用紐扣電池或者太陽能電池供電就足夠了,所以整個網(wǎng)絡的功耗低。
2.3 幾種常見的無線組網(wǎng)技術
2.3.1 藍牙組網(wǎng)
藍牙技術是一種支持設備短距離通信(一般10 m內)的無線電技術。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用“藍牙”技術,能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信,也能夠成功地簡化設備與因特網(wǎng)之間的通信。
藍牙系統(tǒng)采用一種靈活的無基站的組網(wǎng)方式,使得一個藍牙設備可同時與7個其他的藍牙設備相連接,藍牙系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構的拓撲結構有兩種形式:微微網(wǎng)(piconet)和分布式網(wǎng)絡(Scatternet)。
微微網(wǎng)是通過藍牙技術以特定方式連接起來的一種微型網(wǎng)絡,一個微微網(wǎng)可以只是兩臺相連的設備,比如一臺便攜式電腦和一部移動電話,也可以是8臺連在一起的設備。在一個微微網(wǎng)中,所有設備的級別是相同的,具有相同的權限。藍牙采用自組式組網(wǎng)方式(Ad-hoc),微微網(wǎng)由主設備(Master)單元(發(fā)起鏈接的設備)和從設備(Slave)單元構成,有一個主設備單元和最多7個從設備單元。主設備單元負責提供時鐘同步信號和跳頻序列,從設備單元一般是受控同步的設備單元,接受主設備單元的控制;
分布式網(wǎng)絡是由多個獨立的非同步的微微網(wǎng)組成的,以特定的方式連接在一起。一個微微網(wǎng)中的主設備單元同時也可以作為另一個微微網(wǎng)中的從設備單元,這種設備單元又稱為復合設備單元。藍牙獨特的組網(wǎng)方式賦予了它無線接入的強大生命力,同時可以有7個移動藍牙用戶通過一個網(wǎng)絡節(jié)點與因特網(wǎng)相連。它靠跳頻順序識別每個微微網(wǎng)。同一微微網(wǎng)所有用戶都與這個跳頻順序同步[5]。
2.3.2 ZigBee協(xié)議組網(wǎng)
ZigBee是最近十年內出現(xiàn)的一項技術,經常應用于工業(yè)等相關領域,一般會結合傳感器技術和網(wǎng)絡信息技術,ZigBee技術已經在全世界的范圍內推廣開來,也逐漸向農業(yè)、醫(yī)學等相關領域發(fā)展[6]。
在ZigBee網(wǎng)絡中,分為幾種功能不同的類型。如:每一個網(wǎng)絡中只能有一個協(xié)調器,協(xié)調器主要是負責整個網(wǎng)絡的構建,同時它也可作為與其他類型網(wǎng)絡的通訊節(jié)點(網(wǎng)關),但是網(wǎng)絡中可以出現(xiàn)很多個路由器,終端的節(jié)點可以擁有的更多,但也有數(shù)量限制,一般一個ZigBee網(wǎng)絡最多可存在65000個終端節(jié)點。
ZigBee組網(wǎng)協(xié)議的特點:
(1)ZigBee網(wǎng)絡的功耗都比較低,主要是因為該協(xié)議一般不支持高速的數(shù)據(jù)傳輸,而且有相應的低功耗模式,在有限電量下可以工作很久的時間;
(2)該協(xié)議的容量比較大,在一個網(wǎng)絡中可以最多的存在65 000個節(jié)點,可以在星型網(wǎng)絡中容納不同的設備;
(3)組網(wǎng)形式靈活多變,連接的網(wǎng)絡節(jié)點之間可以相互感知,數(shù)據(jù)流通途徑可以有多種方式;
(4)ZigBee協(xié)議體積小,一般在幾KB到幾十KB之間,也是屬于面專利費的協(xié)議,這樣使用該協(xié)議的成本也會比較低;
(5)可靠性和安全性比較高,在協(xié)議的MAC層中使用了確認信息的數(shù)據(jù)傳輸模式,發(fā)送的每一個數(shù)據(jù)都必須得到接收成功后,才能進行下一步傳輸動作,而且還提供了循環(huán)冗余校驗的功能,還提供了完善的加密算法,確保了信息的安全傳輸。
2.3.3 SimpicitiTI協(xié)議組網(wǎng)
SimpliciTI協(xié)議是德州儀器針對其生產芯片開發(fā)的,主要支持兩種通信結構,簡單的點對點通信和星狀的網(wǎng)絡通信結構,在星狀的網(wǎng)絡結構中AP負責大部分的任務,包括網(wǎng)絡的構建以及維護,對各個節(jié)點低功耗的支持等,還提供從正常模式到休眠模式的轉變,并且擁有很快的喚醒體制,該協(xié)議組成的網(wǎng)絡比較穩(wěn)定,數(shù)據(jù)的傳輸可靠性高,SimpliciTI協(xié)議對硬件資源需求不高,在滿足了基本的寄存器和較少的存儲條件就可以運行[7],圖3所示是SimpliciTI組網(wǎng)協(xié)議的構成圖。
圖3 SimpliciTI協(xié)議的組成結構
可以看出,SimpliciTI組網(wǎng)協(xié)議主要分為3個部分:
(1)應用層(Application Layer)
就是主應用程序,在程序中定義并實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的各個功能,具體的包括整個系統(tǒng)的初始化,網(wǎng)絡的初始化以及網(wǎng)絡維護,整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程等;
(2)網(wǎng)絡層(Network Layer)
在網(wǎng)絡層中主要負責信息的收發(fā)隊列,由很多的網(wǎng)絡層應用函數(shù)組成,這些函數(shù)都是以端口號的形式作為自身的標志,協(xié)議中出現(xiàn)的端口其實和TCP/IP中的端口相似,并且網(wǎng)絡應用層也支持用戶自己定義,在SimpliciTI協(xié)議的網(wǎng)絡層中,通過相互的API函數(shù)調用最終實現(xiàn)整個網(wǎng)絡層的功能;
(3)硬件邏輯層(Lite Hardware Abstraction Layer)
又可細分為射頻層Radio和應用板支持層BSP,負責實現(xiàn)網(wǎng)絡的API接口函數(shù),主要包括涉及到射頻模塊的硬件結構的函數(shù)定義。
SimpliciTI組網(wǎng)協(xié)議的一般工作流程如下:
整個系統(tǒng)首先進行硬件底層的初始化,然后是上層網(wǎng)絡的初始化,所有的終端節(jié)點開始發(fā)送入網(wǎng)請求,這個時候AP節(jié)點檢測是否有節(jié)點加入請求,發(fā)現(xiàn)有入網(wǎng)的請求就開始響應終端節(jié)點,最終構建好整個網(wǎng)絡框架。在網(wǎng)絡建立好了之后,可以調用協(xié)議中的API函數(shù)進行網(wǎng)絡的控制,以及整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收發(fā)送的流程的控制。
最后,設備之間通過調用協(xié)議接口函數(shù)建立好網(wǎng)絡后,就可以進行端到端的數(shù)據(jù)收發(fā)了,這樣就實現(xiàn)了整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞功能。
2.3.4 其他常見的無線組網(wǎng)技術
Wi-Fi也是市場上很熱門的通訊技術,正式的名稱是IEEE802.11b,傳輸?shù)乃俣纫埠芸欤谕ㄓ嵉母采w范圍上Wi-Fi要比其他的短距離無線通訊方式優(yōu)秀很多,可以輕松地覆蓋整個家庭、辦公室,甚至是整裝辦公大樓。覆蓋在網(wǎng)絡中的通訊終端都可以連接在一起,相互之間構成互聯(lián)網(wǎng)通訊網(wǎng)絡。
3 無線組網(wǎng)技術在物聯(lián)網(wǎng)中的應用
伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展,無線組網(wǎng)技術已經應用到了社會的各個領域,結合傳感器技術和計算機技術對每個應用領域都起到了很大的影響。
3.1 智能家庭
可以應用于家庭的照明、溫度、安全、控制等,通過無線網(wǎng)絡終端設備可以收集家庭各種信息,傳送到中央控制設備,或是通過遙控達到遠程控制的目的,提供家居生活自動化、網(wǎng)絡化與智能化[9]。
3.2 工業(yè)應用
通過無線網(wǎng)絡自動收集各種信息,并將信息回饋到系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理與分析,以利工廠整體信息之掌握,例如:火警的感測和通知、照明系統(tǒng)的感測、生產機臺的流程控制等,都可由組建的無線網(wǎng)絡提供相關信息,以達到工業(yè)與環(huán)境方面的控制管理。
3.3 物流應用
目前物流產業(yè)正在蓬勃發(fā)展,特別是在各種網(wǎng)上購物方面物流是其支撐的很重要的一個方面,而在物流管理方面經常會出現(xiàn)貨物的丟失等管理不當?shù)男袨椋@時候在每一個或者一批貨物上面加載定位標簽,使貨物組建成為一個很大的物流網(wǎng)絡,不但能夠提高貨物的管理能力,也能大大提高生產運輸效率。
3.4 無線貨架標簽
電子貨架標簽系統(tǒng)是在計算機技術、移動通信技術和互聯(lián)網(wǎng)技術快速發(fā)展的基礎上實現(xiàn)的,使用無線組網(wǎng)的方式統(tǒng)一管理商品信息,不但擁有便捷的管理方式和快速的數(shù)據(jù)信息處理能力,還減少了資源的浪費,節(jié)省了大量人力[10]。
3.5 農業(yè)應用
在農業(yè)逐步邁進現(xiàn)代化的時代,也對農業(yè)方面的管理提出了更高的要求,比如對農業(yè)的自動化監(jiān)管和控制管理等,這就需要使用物聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)技術結合傳感器技術,實時地傳遞農作物的空氣、濕度、溫度等相關信息,最終達到對農業(yè)的智能控制。
4 結 語
物聯(lián)網(wǎng)技術目前正處于壯大發(fā)展的的階段,在不遠的未來肯定有其廣闊的發(fā)展前景,物聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)絡通信就像不可分割的一個整體相互促進,在未來,無線網(wǎng)絡通訊技術將會是一個一體化的整合網(wǎng)絡,各種無線通訊技術如Wi-Fi、藍牙、ZigBee和移動通訊(2G、3G或者更高的技術)等都將會融合到互聯(lián)網(wǎng)中去,組成一個穩(wěn)定高速的信息數(shù)據(jù)網(wǎng)絡,各種無線通訊技術相互補充完善,促使物聯(lián)網(wǎng)技術的日臻完善,屆時將會給人們提供一種更便利高效的物聯(lián)網(wǎng)服務。
參 考 文 獻
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